創(chuàng)新應用場景，建設工程互聯網

張 志 偉

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都　610072)

創(chuàng)新應用場景，建設工程互聯網

張 志 偉

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都610072)

摘要：本文結合互聯網+的政策和發(fā)展現狀，分析了工程行業(yè)對互聯網技術的需求，從適應市場競爭、提高生產力水平和優(yōu)化生產模式等方面，闡述了構建工程互聯網的必要性。研究了工程互聯網的主要維度、分類、利益相關方和構成要素，提出了工程互聯網的主要應用場景。立足當前水電工程信息化水平，對構建工程互聯網的實現路徑提出了建議。

關鍵詞：工程互聯網；應用場景；互聯網+

1互聯網+對傳統行業(yè)的影響

互聯網時代，人的需求發(fā)生變化，帶來客戶需求的變化，進而影響生產模式的變化。傳統行業(yè)處于社會的大變革中，也將因環(huán)境的變化而發(fā)生變化。

互聯網技術泛指云計算、大數據、物聯網、移動應用等新一代信息技術?；ヂ摼W+的實質是連接和數據，數字化是基礎，連接是創(chuàng)造價值的途徑。將分布式的各種關系進行緊密連接，將一切業(yè)務過程數字化，基于數據對業(yè)務進行分析和重構，從而更好的掌握市場和用戶，優(yōu)化商業(yè)模式和生產模式。

以互聯網和新能源為代表的第三次工業(yè)革命成為世界各國工業(yè)領域的發(fā)展主題，李克強總理提出互聯網+，美國提出工業(yè)互聯網，德國提出工業(yè)4.0，劉振亞提出能源互聯網。2015年7月，國務院印發(fā)“互聯網+行動的指導意見”，明確互聯網+是把互聯網的創(chuàng)新成果與經濟社會各領域深度融合，推動技術進步、效率提升和組織變革，提升實體經濟創(chuàng)新力和生產力，形成更廣泛的以互聯網為基礎設施和創(chuàng)新要素的經濟社會發(fā)展新形態(tài)。意見明確了十一項重點行動，目前在互聯網+消費領域之外，互聯網與傳統產業(yè)的融合也形成了諸多成功實踐。其中，電子商務領域，有找鋼網、旺材網、豬八戒、萬科云等。協同制造領域，有長安汽車、青島紅領定制服裝、陜西鼓風機公司等。高效物流領域，有寶船網、INTTRA航運平臺等。智慧能源領域，有新能源、設備智能化、電力智慧調度、同方工業(yè)云等大數據應用。綠色生態(tài)、人工智能等領域也逐步形成互聯網+產業(yè)并促進企業(yè)的轉型升級。對部分互聯網產品的商業(yè)模式分析見表1。

表1　互聯網+傳統行業(yè)的生產模式分析

互聯網一定程度上顛覆了這些行業(yè)的商業(yè)模式和生產模式，被顛覆的這些傳統產業(yè)具有三個典型的互聯網屬性：

(1)需求容易被模塊化、產品化；

(2)供方、需方均比較分散，數量眾多，且資源可被組織；

(3)業(yè)務過程容易被數字化，對物理空間的依賴不高。

互聯網+傳統產業(yè)融合創(chuàng)新后，其商業(yè)模式具有如下三個互聯網特征：

(1)以用戶為中心，而不是以產品和廠商為中心，為用戶創(chuàng)造更大價值；

(2)融入價值鏈核心環(huán)節(jié)，并帶來產業(yè)價值鏈的重新分配和競爭格局的變化；

(3)通過數據驅動業(yè)務的發(fā)展，以數據驅動精細化的協同，改變傳統粗放式的協作，解決資源配置和產業(yè)鏈上由于信息不對稱帶來的接口問題。

隨著工程行業(yè)體制改革、管理提升和信息化建設，也逐步顯現出互聯網屬性。在外部競爭和客戶需求的引領下，互聯網與工程行業(yè)的融合創(chuàng)新將成為工程行業(yè)企業(yè)面臨的新課題。

2工程行業(yè)對互聯網技術的需求

建設工程互聯網，既存在市場需求、社會環(huán)境和國家政策的外因引領，又是提升生產力水平和提高競爭能力的內因驅動。

工程建設行業(yè)是傳統行業(yè)，產業(yè)鏈長，專業(yè)領域多，空間分散，時間跨度長，協同問題突出。如何優(yōu)化生產、管理提升，實現企業(yè)轉型升級，是行業(yè)企業(yè)內部面臨的普遍問題。信息技術是提升生產力水平的有效手段。據美國研究，建筑業(yè)的無效工作高達57%，比制造業(yè)高31%。信息技術的應用被證明是減少無效工作，提高勞動生產力水平的有效手段。

市場環(huán)境對設計施工一體化的要求日益提高，國家大力發(fā)展工程總承包，提高中國企業(yè)“走出去”的競爭能力。國內工程投資企業(yè)也逐步轉向總承包模式。而工程數據是設計施工一體化的重要方面，而當前設計和施工的數據交換還十分有限，基本以靜態(tài)的圖紙為主，隨著BIM三維設計技術的逐步普及，DS、BENTLEY、AUDUDESK三個廠商的數據難以融合，設計數據缺應用，施工應用缺數據的現象普遍，解決設計施工數據一體化問題的需求日益迫切。

數據將成為工程建設的基礎生產資料，工程規(guī)劃、設計、采購、施工、運行過程中產生大量數據，特別是歷史積累的價格、質量、安全、風險等方面決策支持數據對企業(yè)的經營和工程的預測預警具有重要作用?？缃M織、跨工程的工程數據互聯互通對國際水電市場拓展、相關產業(yè)延伸、降低內控風險、提高盈利能力均具有重要現實意義。

綜上所述，工程建設行業(yè)在提升生產力水平、優(yōu)化設計施工一體化生產模式、發(fā)揮數據在提質增效方面的基礎性作用等方面對信息技術的需求，需要跨組織、跨階段、跨工程，具有典型的互聯網特征，以此為目的的信息化建設和應用即為工程互聯網。

3工程互聯網主要構成

工程互聯網是將分布式的人、數據、工程連接起來，打破組織、專業(yè)、時空的界限，結合應用場景，開發(fā)、運營工程互聯網產品，創(chuàng)新商業(yè)模式、生產模式，配置生產要素，實現工程產業(yè)鏈一體化協作，提升工程全生命周期的質量、安全、經濟價值。

工程互聯網具有三個維度(見圖1)：組織維、空間維、時間維，組織指企業(yè)，空間指工程，時間指階段。組織維是基本維度，空間維和時間維應必備其一。按照三個維度的組合，可將工程互聯網分為企業(yè)型工程互聯網、產品型工程互聯網和平臺型工程互聯網。

企業(yè)型工程互聯網是企業(yè)信息化的高級階段，其特征是實現企業(yè)內各工程、各階段的數字化協同；沒有跨企業(yè)，但實現了企業(yè)內部組織的協同。這類應用是以提升內部用戶價值為出發(fā)點，主要表現為投入。

產品型工程互聯網具有組織維和時間維屬性，其特征是實現了多個企業(yè)和工程的多個階段的數字化協同。這類應用是以提升工程用戶價值為出發(fā)點，主要表現為產品型銷售和服務。例如智能大壩系統。產品型工程互聯網不會顛覆傳統行業(yè)，其作用是優(yōu)化生產模式。

平臺型工程互聯網具有組織維和空間維，可具有時間維屬性，其特征是實現了多個企業(yè)和多個工程數字化協同。這類應用是以提升工程用戶價值為出發(fā)點，主要表現為平臺型銷售和服務。例如找鋼網、豬八戒、旺材網等。平臺型工程互聯網可能顛覆傳統行業(yè)，其影響范圍以應用場景相關各方為邊界。

圖1　工程互聯網的三個維度

工程互聯網具有四類利益相關方：用戶、服務供應商、平臺運營商和開發(fā)商。

對企業(yè)型工程互聯網，開發(fā)商是新的受益者，傳統企業(yè)扮演用戶的角色，通過應用工程互聯網來提升自身價值。

對產品型工程互聯網，開發(fā)商是新的受益者，傳統企業(yè)扮演用戶和服務供應商的角色，通過應用工程互聯網為客戶提供增值服務來提升自身價值。

對平臺型工程互聯網，運營商和開發(fā)商是新的受益者，傳統企業(yè)扮演用戶和服務供應商的角色，通過應用工程互聯網為客戶提供增值服務來提升自身價值。

工程互聯網的三要素包括：人、數據和工程，其載體是信息系統，在數據標準基礎上，建立一系列應用系統，把人、數據和工程連接起來。人與工程通過應用場景連接，工程與數據通過技術標準連接，人與數據通過應用系統連接，見圖2。

圖2　工程互聯網構成要素

人包含網絡連接的各利益相關方，包括業(yè)主、設計、施工、監(jiān)理、供應商、政府、中介咨詢機構、軟件服務商等。

數據以技術標準為基礎，以應用系統為載體。BIM工程數據中心是數據連接和交換的樞紐，信息模型標準是集成和融合的關鍵，是實現數據跨階段、跨專業(yè)、跨工程互聯互通的基礎，連接各類工程管理要素。工程互聯網中的主要數據資源包括：BIM模型、項目管理數據、工程監(jiān)測數據。

工程是以數據為生產要素的工程，人可以通過數據更好的認識、策劃、執(zhí)行、監(jiān)督、完善工程的各個過程。通過相互連接，工程之間可以連通數據與信息，依托各類應用場景發(fā)揮數據在分析、評價、預測方面的價值。

技術標準是互聯互通的基礎，工程互聯網標準體系可包含工程數據接口、工程互聯網服務接口標準和互聯網服務接口標準等。工程數據接口標準重點解決BIM工程模型的創(chuàng)建、集成、移交等問題；GIS基礎地理信息標準重點解決地理信息方面的數據標準化和業(yè)務接口的問題；智能監(jiān)控重點解決監(jiān)控的要求、數據獲取、報送和集成分析等方面的問題。工程互聯網服務接口標準重點解決工程互聯網應用的產業(yè)鏈各方對業(yè)務系統的應用和集成問題?；ヂ摼W服務接口標準重點解決與通用互聯網產品的服務接口問題(見圖3)。

圖3　工程互聯網技術標準體系

4工程互聯網主要應用場景

工程建設行業(yè)的核心價值鏈是營銷、融資、規(guī)劃、設計、采購、施工、運行，以此歸納工程互聯網的主要應用場景見表2。

表格中對工程建設產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)應用價值較大的應用點進行了分類，總計歸納了工程全生命周期中35個工程互聯網應用場景，并對每個應用場景的生產模式進行了分析。這些應用點的實現會應用一種或多種互聯網技術，包括電子商務B2B/O2O、大數據BD、建筑信息模型BIM、集成項目管理IPD PM、企業(yè)管理ERP/CRM/SCM、物聯網等。

5工程互聯網的實現路徑

工程互聯網對用戶、服務供應商、平臺運營商和開發(fā)商均有利可圖，總體而言，其實現將是市場驅動、逐點突破、螺旋上升的過程，利益相關四方均有可能成為某類應用場景的發(fā)起者和引領者。

作為工程建設企業(yè)，應主動推動企業(yè)型工程互聯網建設與應用，順勢開展產品型工程互聯網建設與應用，研判平臺型工程互聯網機遇與應用。

實現過程中應強化規(guī)劃引領，制度導向和標準規(guī)范的作用，技術研發(fā)與項目應用相結合。

(1)編制指導意見，統一互聯網創(chuàng)造工程價值的共同認識，以應用場景為導向，研究和制定工程應用指標，通過對工程應用做出要求，為工程互聯網應用帶來的價值分配方式建立指引，推動技術的進步和共享。

續(xù)表2序號價值鏈與應用場景主要應用技術領域商業(yè)模式云計算與大數據建筑信息模型BIM物聯網電子商務集成項目管理IPD企業(yè)管理ERP/CRM/SCM供給方供給內容工程互聯網類型需求內容需求方用戶價值(4)遠程會商決策★工程師視頻、數字化模型產品決策會商媒介總包方/業(yè)主提高效率,降低成本(5)基于BIM的設計施工一體化集成數據管理★★工程師數據產品、平臺集成分析總包方/業(yè)主提高效率,降低成本(6)EPC一體化施工管理★工程師管理數據產品、平臺管理任務總包方/業(yè)主提高效率,降低成本(7)質量監(jiān)控★產品經營方物聯網設備產品、平臺監(jiān)控數據總包方/業(yè)主提高安全性(8)工廠化模塊化制造★★工廠成品件產品、平臺成品件總包方/業(yè)主降低成本(9)安全文明施工★產品經營方物聯網設備產品、平臺監(jiān)控數據總包方/業(yè)主提高安全性,控制成本(10)竣工模型數字移交★工程師數據庫產品、平臺工程移交任務總包方/業(yè)主創(chuàng)造新增價值7運行(1)運維模型數字移交★工程師數據庫產品、平臺工程移交任務總包方/業(yè)主創(chuàng)造新增價值(2)基于BIM的生命周期集成數據管理★工程師數據產品、平臺集成分析總包方/業(yè)主提高效率,降低成本(3)仿真培訓★產品經營方可視化培訓教程產品、平臺培訓課程總包方/業(yè)主減少出錯,降低成本(4)設備預防性維修★★產品經營方數據庫產品、平臺維修建議總包方/業(yè)主減少出錯,降低成本,提高效益(5)發(fā)電預測優(yōu)化調度★★產品經營方數據庫產品、平臺調度建議總包方/業(yè)主提高收益(6)集成監(jiān)控與健康診斷★★產品經營方數據庫產品、平臺安全性評價總包方/業(yè)主提高安全性(7)安全與應急管理★★產品經營方數據庫產品、平臺安全性評價總包方/業(yè)主提高安全性

(2)編制應用指南，明確工程互聯網的主要應用場景和基本流程，為各類工程選擇適合的應用以實現價值最大化提供指引。

(3)編制技術標準，為工程數據的互聯互通制定技術標準，為業(yè)務的一體化應用制定工作流程和行為規(guī)范。

(4)建立產品研發(fā)生態(tài)環(huán)境，充分發(fā)揮自身的信息化研發(fā)能力，既要將工程互聯網打造成工具，培養(yǎng)工程互聯網軟硬件產品開發(fā)能力；又要將工程互聯網打造成產品，培養(yǎng)工程互聯網軟件的工程應用能力；還要將工程互聯網打造成產業(yè)，通過提供新的服務內容，實現企業(yè)的轉型升級。

6結語

水電行業(yè)需要提高生產力水平，優(yōu)化設計施工一體化生產模式，充分發(fā)揮數據在提質增效方面的作用，建設工程互聯網是企業(yè)轉型升級的內在要求，也是市場需求和政策要求的外因引領。可為工程全生命周期的質量、安全、經濟創(chuàng)造更大價值，具有重要現實意義。

工程互聯網由人、數據和工程三要素構成，包含組織維、時間維和空間維三個維度，分為企業(yè)型工程互聯網、產品型工程互聯網和平臺型工程互聯網三種類型，有用戶、服務供應商、平臺運營商和開發(fā)商四類利益相關方。

工程互聯網的建設應緊緊圍繞應用場景，在工程數據互聯互通的總體目標指引下，綜合應用各類互聯網技術，從具備條件的應用點著手，謀求突破，實現互聯網+工程的生產模式創(chuàng)新。

工程互聯網的實現將是市場驅動、逐點突破、螺旋上升的過程。工程建設企業(yè)，應主動推動企業(yè)型工程互聯網建設與應用，順勢開展產品型工程互聯網建設與應用，研判平臺型工程互聯網機遇與應用。從規(guī)劃著手，制度引領、標準先行，著力培養(yǎng)一支跨界協同的工程互聯網創(chuàng)新人才隊伍。推動企業(yè)做優(yōu)存量、做大增量、轉型升級目標的實現。

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收稿日期：2016-01-24

作者簡介：張志偉(1981-)，男，內蒙古赤峰人，高級工程師，主要研究方向為數字工程、企業(yè)信息化。

中圖分類號：F49

文獻標志碼：B

文章編號：1003-9805(2016)02-0009-05